按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
铼。1926 年B。S。 霍普金斯（Hopkins）宣布他发现了61 号元素鉯（ H 即钷
Pm）。这或许还没有得到完全的证实。周期表上的倒数第二个缺空——一个
元素属砹类名砹（At）——于1940 年由加利福尼亚大学的科森（Corson）、
麦肯齐（Mackenzie）与西格雷（Segre）发现。他们在回旋加速器里，用a
质点寺击铋而发现这个元素②。
卢瑟福一玻尔的原子理论，经过修改以后，使我们对于化学结构有了一
个电子的概念。电子可以占据的轨道或能级，由主量子数n＝1，2，3 等等规
定，这也表示壳层里的电子的数目。这些能级上可以存在的最多的电子数是
由下列级数（里德堡级数）给出：2×12。2×22，2×33 等，外层最多的电子
数是8。一满了8 这个数，便特别稳定；这种情况发生在除氦以外的一切情
气中；在n＝1 时，氦有两个核外电子，而氢只有一个。到了钠，开始形成量
子数为3 的另一个新的电子壳层，到了氩而满额。氩的电子结构是2，8，8。
这一理论给原子价的学说提供了物理学的根据。化合可以看做是电子从
一个原子迁移到另一个原子去。原子价代表一个原子必须获得或放弃的电子
数。这个原子必须获得或放弃这么多的电子，才能形成一个电子结构同最邻
近的情气一样的体系，或者说形成具有8 个电子壳层的体系。化合也可以由
于两原子共用一些电子而发生；这种原子价叫做共价。牛津的西奇威克
（N。V。Sidgwick）对这一原子价理论阐释得特别详细。
如果两个原子的轨道共用两个电子，它们便是靠所谓共价键结合起来
的。如果两个电子不是均等地共有，则一个原子具有多余的阳电，另一个具
有多余的阴电。这个分子将具有极性，并且具有偶极矩，这等于一个电荷同
① Rideal and Taylor， Catalysis in TheoryandPrcctice，London；1926。CarletonEllis； The Hydrogenafion of Oils；
London（U。S。A。Pr。）， 1931。
②
另一元素名钫（Fr），于1939 年为珀里（Perry）女士所发现。——译注
两电荷之间的距离的乘积。这些极矩可以根据介电常数（电容率）或不均匀
磁场里磁束的偏折度估算出来。雷德（Wrede）、德拜，还有西奇威克与包温，
都对偶极矩进行过研究，以此作为探索化学结构的指针。单质分子如H2、O2
没有偶极矩，因此是均等地共有电子，但是HCI 有一极矩，为1。03×10…18
静电单位，原子间的距离是1。28 埃；其他化合物也是这样的。
波动力学在化学上也如在物理学上有其重要性，特别表现在共振原理
上。共振的发生是由于一个分子由一电子结构跑到另一电子结构中，并且表
现出两者的某些性质。
原子发射出线状光谱，但从分子可以得到带状光谱，其分子的组态也可
以测定出来。一束单色光经过透明物体时发生散射，由此而形成各种频率的
辐射——散射介质的特征（斯梅卡耳…拉曼效应）。哈特利（W。N。Hartley）
等人新近证明，结构相似的化合物在紫外区有相似的吸收光谱。他们还从分
子结构的观点，研究了红外吸收光谱。
劳厄首先提出用X 射线考察晶体结构，先后有弗里德里希与基平，布拉
格父子（384 页）加以研究。这种研究表明，氯化钠的立方晶体由钠离子组
成。每个钠离子为六个氯离子所包围，相同地每个氯离子也为六个钠离子所
包围。金刚石里每个碳原子部处在四面体的中心，而与角上的四个碳原子互
相束缚。这种紧密的结构说明金刚石的硬性。用X 射线对二苯基晶体的分析
表明，它具有六个碳原子组成的环形结构，和凯库勒由苯与其衍生物的化学
现象推断的一样。新近罗伯森（J。M。Robertson）等人将傅立叶级数的方法应
用于茶与蒽①，以测定许多化合物组成原子的排列方向和化学键的性质。X 射
线也被用于考察合金、无机与有机化合物，都有成就。
对于晶体结构的分析，不但可以利用X 射线进行，也可利用电子衍射进
行，因为以上讲过，运动的电子挟带有波列，而可表现干涉现象等等。由电
子衍射和X 射线所得的结果是相合的。德拜使用X 射线研究晶体粉末，后来
发现用相似的方法，对液体与气体也可以得到干涉花样，并且可以测定原子
之间的距离。1930 年，维耳（Wierl）更使用了改进的方法。
凯库勒发现的苯的环形结构式以及范特一霍夫和勒·贝尔的碳原子结构
成四面体的理论，成为立体化学的伟大结构的基础。如果承认碳原子的四个
价电子作四面体的排列，则价电子键之间的角度将是109°28’。如果形成
环状，由于正五角形的角为108°，一列五个碳原子，首尾两端必然互相接
近，形成环状，键间很少应变，因而很稳定。W。H。珀金（Perkin）（子）制
出了具有3、4、5 和6 个碳原子的环状的化合物，近年来，化学家，特别是
索普（Thorpe）与英戈尔德（Ingold）等人①证明，从一个碳原子出来的两个
价电子之间的天然角度，显著地受到所附的基团（如甲基团）的影响，因而
应变可以减少，稳度可以增加。这种环结构出现在许多天然物里。如范特
霍夫所预测的，旋光性出现于不对称的分子，可是却没有不对称的碳原子。
梅特兰（Maitland）和米尔斯（Mills）已经证明丙二烯型化合物的情况就是
这样，它们的分子并不具有对称面②。化学这一分科的大发展是靠了X 射线分
① 萘是由煤焦油中提得的芳香碳氢化合物，白色晶体。它的衍生物是合成染料、树脂、药物的中间休。蒽
也是相似的碳氢化合物，淡蓝色荧光晶体，是合成蒽醌系染料的重要原料。——译注
①
lngold，J。Chem－Socl921。
②
Nature； vol ；CXXXV； 1935，vol。CXXXVII。 1936。
析的应用，因为这种分析将原子和分子的结构，表现得异常明白。
建立在煤焦油基础上的化学工业，范围极其广阔。它从理论科学产生，
而反转来对理论科学有很大的影响。翁韦多本（Unver…dorben）与霍夫曼
（Hofmann）从煤焦油分离出一种名叫苯胺（安尼林油）的物质。霍夫曼还证
明煤焦油里有苯。W。H。珀金（父〕于1856 年用重铬酸钾处理硫酸苯胺，而得
到紫色或紫红色的安尼林；这是首创的安尼林染料，以后发明了很多种这类
染料。1878 年，在库珀（Couper）和凯库勒奠定的基础上，E。和O。费舍
（Fischer）首先阐明了它们的化学结构。他们证明玫瑰芋胺（一品红）、洋
红等的来源是碳氢化合物，三苯甲烷。这工作引出许多新染料和合成这种染
料所必需的中间体。后来格里斯（Griess）制成具有偶氮基团（N：N）的偶
氮化合物。这又导出一个新系的偶氮染料。
茜素染料，如土耳其红，于1868 年合成，跟着而来的有蒽醌的其他衍生
物。约在1897 年，从苯基甘氨酸制出的工业蓝靛，开始将天然蓝靛逐出市场，
使印度的种植者破产。
染料在工业上虽属重要，药物对于人们的福利更有贡献。有机药物的合
成时代开始于解热药，如安替比林（1883），止痛剂非那西汀（1887）与水
杨酸，即阿斯匹灵（1899）。这些药物的发现，创立了现代的化学治疗学派，
主要的创始人当推欧立希（Paul Ehrllch；1854—1915 年）。他制成一种医
治马病的药物与一种名叫盐酸二氨基联砷酚（即六○六）的砷化合物，能杀
灭在人体内造成梅毒的螺旋体菌（1912）。尿素的一种复杂衍生物，于1924
年为富尔诺（Four－neau）所制成，能消灭造成昏睡病的寄生虫。以后几年，
一系列以氨苯磺胺和磺胺吡啶等磺胺类药物为基础的合成药，由梅（May）与
贝克（Baker）合成，叫做M。B。693，对于控制伤害人畜引起很多疾病的链球
菌和肺炎球菌都很有效①，而磺胺肌成了痢疾的特效药。
起初这些药物并无理论的基础，到1940 年菲尔兹（Fildes）、伍兹
（Woods）与塞尔比（Selbie）才证明，磺胺类药物的作用在于阻止病原菌获
得它们生长所必需的另一种同族物质，名叫对氨基苯甲酸。这个成就表明进
一步探讨的方向应当是研究细菌的代谢，寻找细菌所需要的物质，并找出防
止细菌利用它们的方法①。